時間:2023-08-27 14:55:28
序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇初中物理替代法范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。
觀察比較法:學習物理要重視觀察和實驗。特別是初中物理,演示實驗和學生實驗是學生獲取物理知識的一個重要渠道。由最初老師引導學生觀察、比較、歸納,過渡到學生自己動手準備器材,對比實驗現象得出實驗結論,這是一個非常重要的技能訓練。初中物理教學中:串并聯電路的特點,蒸發和沸騰,晶體和非晶體的熔化和凝固。運用這種研究方法,能起到良好的教學效果,能很好的鍛煉學生的觀察能力和歸納能力。例如:研究晶體和非晶體的熔化時,采用相同的加熱條件同時對海波和蜂蠟進行加熱。引導學生觀察兩者的狀態變化并記錄溫度隨時間的變化,最后讓學生由記錄數據和觀察現象的特點歸納出晶體和非晶體的區別。
控制變量法:某些物理量的變化是其他幾個因素共同作用的結果。在研究影響這些物理量變化的因素及與這些因素之間的內在聯系時,我們采用控制變量法。這是一種非常重要的物理方法,這種方法將復雜的物理關系中的每個因素逐一研究,化難為易。初中物理教學中一些重要物理量:速度、密度、力的三要素對力的作用效果的影響、滑動摩擦力、壓力的作用效果、浮力、電流定律、影響導體電阻大小的因素、歐姆定律、電功、電功率都采用這樣的研究方法。上海市中考試題:2002年密度、2003年電功率、2004年浮力都采用表格的形式對這一方法加以運用,題目靈活,所占分值較大。
等效替代法:如果某個物理量的作用效果與其他幾個物理量共同作用的效果完全相同,那么可以用這一個物理量來等效替代其他幾個物理量,這種方法可以化繁為簡。初中物理教學:合力、串并聯電路電阻在引入時采用了等效替代法。例如2001年情景題:兩個小孩能提起一桶水,一個大人同樣能提起這桶水,這一現象表明:兩個力對物體的作用效果可以有一個力來等效替代,這一答案在掌握了等效替代法后非常容易得出。
理想化模型方法:為了能夠清楚地反映某些客觀存在的物質的物理性質,我們利用一些理想的模型會使問題簡單明了。研究磁場的分布我們引入磁感應線;光的傳播情況引入光線。例如:2002年考題:在物理學中,可以用一個帶箭頭的直線來表示光的傳播路徑和方法。這條理想的線叫光線。在下列幾個物理學研究的實例中,與引入“光線”這一物理概念的方法相類似的是答案應該是:在研究磁體的磁場時引入“磁感應線”的概念。
控制變量法是研究物理學的一種最基本的方法。由于某一物理量可能與多個因素有關,因此在研究過程中,常將幾個物理量控制不變,而只改變某一個物理量,以便于觀察、分析、比較,從而得出結論,揭示物理規律。學生應在教師的啟發下,大膽進行猜想和思考,全面考慮各方面因素,從不同角度提出各種觀點,從而培養學生勤于思考的良好習慣,使學生明確任何規律都有其成立的前提條件。
二、轉換法
對于微觀規律、抽象概念以及不便直接測量的物理量,教師可以通過宏觀表現出來的現象及其他方面的現象進行分析,從而把微觀的宏觀化、抽象的具體化、間接的直接化,這有利于提高學生解決和處理具體事務的能力,養成尋找巧妙解決問題方案的習慣。如判斷電流的存在,學生可從電流的效應來分析、判斷磁場的情況,也可以通過放入其中的小磁針的偏轉來分析;又如比較壓力作用的效果,學生可以通過下陷的深度來判定。
三、理想模型法
理想模型法就是對事物形象化,抓住事物的主要矛盾及矛盾的主要方面,去掉次要因素而建立起來的一種物理模型,它可使事物形象化,突出其主要特性。如用光線、磁感線可以形象地描繪光和磁場,但實際中并不存在光線和磁場線;又如光滑表面、無內阻電源、杠桿、理想滑輪組抓住了事物的主要特征,而分子模型及固、液、氣分子結構模型、原子結構模型則對事物的特性作了粗略處理。因此,為了使學生形成形象處理物理問題、抓住矛盾的主要方面及主要矛盾的意識,教師就必須引導學生借鑒物理模型的規律快速處理相關問題。
四、等效替代法
等效替代法是指用一個量等效替代一個或兩個以上量的方法,以便建立一些新的概念,并簡潔表達其規律,同時也可將一些不便直接測量的物理量變得可操作化。如總電阻、合力概念的建立;又如在測量不規則固體的體積時,學生可以采用排水法等效測量出排出的水的體積,然后算出固體的體積;再如在托利拆利實驗中,學生可以將大氣化的數值用水銀柱壓強值等效替代。當學生掌握了等效替代法,在處理物理問題時便可尋找出多種途徑和方法,有利于培養學生的發散思維,拓寬學生的思維空間。
五、推理法
在現實中,受重力、摩擦力和空氣阻力的影響,很多物理規律不能直接由實驗證實,經常會使人們對事物的認識簡單化和錯誤化。如力和運動的關系,在科學史上經歷了漫長、激烈的爭斗,最后,牛頓采用推理法建立了牛頓第一定律,因而推理法也是研究物理學的一種基本方法。教學中,教師可以通過其他實例進行推理、分析,以便使學生擺脫傳統思維的束縛,發展抽象思維和創新思維。如在探究真空不能傳聲、在光滑表面上物體所受的滑動摩擦力為零等時,學生就可以采用推理法來進行分析和推理。
六、類比法
【關鍵詞】初中物理 研究方法 有效教學
物理學習,不但要獲得物理知識,還要掌握技能、技巧,掌握物理問題的研究方法。初中物理所涉及到的研究方法主要有觀察法、實驗法、猜想法、等效法、建立模型法、轉換法、替代法、控制變量法等。
1.觀察法,指通過對實驗過程的認真觀察,再歸納總結出規律等。如通過對水沸騰實驗的觀察得到水沸騰的特點,從而推出液體沸騰時吸收熱量但溫度不變的特點。
2.實驗法,人們使用儀器,通過人工控制條件,使自然現象、過程再現出來。它是物理研究的一種非常重要的方法。通過實驗可發現定律、規律,如歐姆通過實驗發現歐姆定律;通過實驗驗證假說,如布朗通過“布朗運動”的實驗驗證分子動理論假說;通過實驗測定物理量,如托里拆利通過實驗測定出大氣壓值。
3.猜想法,是探索物理的一種廣泛應用的方法,它是用已知的物理規律對未知的自然現象及規律做出的科學預見。猜想法和實驗法律相結合使用,先猜想然后設計實驗驗證,是目前探索物理經常使用的方法。如初三物理(滬科版)中研究“通電導體放出熱量跟哪些因素有關?”先要求大家猜想,然后設計實驗驗證猜想,就是采用“猜想+實驗”的方法。
4.等效法,狹義等效法是根據同一性質的幾個量與一個量之間效果相同而建立的方法。如研究物體受幾個力作用時引入合力。廣義等效法指自然界中不同物質之間存在著的聯系而建立的原理或方法,如改變物體內能的方法有做功和熱傳遞,它們的作用效果是等效的。
5.建立模型法,從自然界中抽取更為本質的、概括了的類似物的方法,如連通器、光線。
6.轉換法,是指將那些看不見、摸不著的現象或者不容易直接去測量的物理量,用一些直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量的方法。如用電流的效應去判斷電流的存在,用擴散現象去說明分子是運動的。
7.類比法,指兩個或兩類對象有某些共有的相同或者相似的屬性,推出一個對象可能具有另一個或另一類現象已經具有的屬性。如研究電流概念時用水流作類比。
8.替代法,在研究物體的某一物理量時,由于這一物理量難于測量,可用便于測量的其他物體的相同物理量來測定代替。如曹沖稱象用的就是替代法。
9.控制變量法,在研究某一物理量與其他幾個物理量關系時,可先研究這一物理量與幾個中的一個量的關系,然后逐一研究這一物理量與其他物理量關系,研究時,每次都要保證除研究的那兩個物理量外,其他物理量保持不變,最后將這些單一關系綜合起來,如研究力的作用效果與哪些因素有關,研究電流與電壓、電阻之間關系,用的就是控制變量法。
例1:說出下列研究物理問題的方法
1.根據磁鐵產生的作用來認識磁場(轉換法);
2.通過觀察冰熔化、松香熔化實驗得出晶體與非晶體區別(觀察法);
3.通過實驗來研究杠桿平衡條件(實驗法);
4.研究兩個及兩個以上電阻組成的電路時,引入總電阻(等效法);
5.研究磁場時引入磁感線(建立模型法);
6.講授電壓時,用水壓作類化(類比法);
7.用量筒、水測不規則小石塊的體積(替代法);
8.探究影響滑動摩擦力的影響因素(控制變量法)。
例2:滑動摩擦力在研究相關物體運動情況時起著非常重要作用。通過實驗探究已經知道滑動摩擦力與接觸面粗糙程度有關,也與接觸面之間的壓力有關。有些同學又猜想滑動摩擦力可能還與接觸面的大小有關。請你從以下器材中選出部分器材,設計一個實驗對以上猜想進行驗證。
器材:a、斜面;b、帶鉤的正方體木塊;c、帶鉤的長方體木塊;d、表面平整的長木板;e、幾條毛巾;f、直尺;g、彈簧測力計;h、硬紙板。
(1)寫出你需要的器材(用器材前面字母表示)
(2)簡述主要實驗步驟(安徽省中考題)
解題點撥:本題所提出問題的方法叫猜想假設,設計實驗的思路是控制變量。因此設計實驗時,要從便于控制變量的角度確定器材。
解:(1)c、d、g。
實驗步驟:(1)將長方體木塊放在長木板上,用彈簧測力拉著它勻速前進,觀察記錄這時彈簧測力計的示數;(2)將長方體木塊側放在長木板上,用彈簧測力計拉著勻速前進,觀察、記錄這時彈簧測力計示數;(3)比較兩次彈簧測力計示數,即可初步檢驗上述猜想。
例3(無錫市中考題):現有各種規格的不銹鋼絲和銅絲,請你設計實驗研究方案,比較不銹鋼絲和銅絲這兩種材料的導電性能。
(1)實驗研究中對不銹鋼和銅絲的選取有什么要求?
(2)你用什么方法顯示材料的導電性能?(可畫出相應電路圖加以說明)
說明:本題涉及到物理方法有控制變量法、轉換法,選擇材料時要控制它的長度、橫截面積,材料的導電性能則從其他物體的特征上反映出來。
解:(1)選取的不銹鋼絲和銅絲長度要相等,粗細要相同。
一、控制變量法
物理學中對于多因素(多變量)的問題,常常采用控制因素(變量)的方法,把多因素的問題變成多個單因素的問題。每一次只改變其中的某一個因素,而控制其余幾個因素不變,從而研究被改變的這個因素對事物的影響,分別加以研究,最后再綜合解決,這種方法叫控制變量法。它是科學探究中的重要思想方法,廣泛地運用在各種科學探索和科學實驗研究之中。
在初中常見實例如:探究琴弦發聲的音調與弦粗細、松緊、長短的關系等;探究影響力的作用效果的因素;探究滑動摩擦力與哪些因素有關;探究二力平衡的條件;探究壓力的作用效果與哪些因素有關;探究液體內部的壓強與哪些因素有關;探究浮力的大小與哪些因素有關;探究動能(或重力勢能)與哪些因素有關等;探究影響液體蒸發快慢的因素;探究物體吸熱與物質種類、質量、溫度變化的關系等;探究影響電阻大小的因素;探究電流與電壓、電阻的關系;探究影響電流做功多少的因素;探究影響電流的熱效應的因素;探究電磁鐵的磁性與哪些因素有關;探究影響感應電流方向的因素;探究通電導體在磁場中受力的方向與電流的方向、磁感線的方向的關系等。
二、轉換法
物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法。所謂“轉換法”,主要是指在保證效果相同的前提下,將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象;將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題;將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。初中物理在研究概念規律和實驗中多處應用了這種方法。
在初中常見實例如:可以通過敲動音叉所引起的乒乓球的彈開來說明發聲體在振動;影子的形成可以證明光沿直線傳播;月食現象可證明月亮不是光源;物體發生形變或運動狀態改變可證明此物體受到力的作用;在測量滑動摩擦力時轉換成測拉力的大?。煌ㄟ^小桌陷入沙坑的深淺來比較壓力的作用效果;馬德堡半球實驗可證明大氣壓的存在;運動的物體能對外做功可證明它具有能;研究影響動能大小的因素時,物體動能的大小無法直接測量和比較,通過比較物體滾到斜面底端對其它物體做的功的多少,間接比較動能的大??;擴散現象可證明分子做無規則運動;鉛塊實驗可證明分子間存在著引力;霧的出現可以證明空氣中含有水蒸氣;用加熱時間長短來顯示吸收熱量的多少;研究電流時通過電流的熱效應和磁效應去研究;研究磁場時用放在磁場中的磁體會受到力的作用去研究;指南針能指南北可證明地磁場的存在;可以通過電磁鐵吸引鐵釘的多少來顯示電磁鐵的磁性強弱等。
測量儀器:秒表、電流表、電壓表、電阻表、彈簧測力計、氣壓計、微小壓強計、溫度計、托盤天平、電能表、測電筆等都是轉換法的體現。
三、等效替代法
等效替代法是在保證某種效果(特性和關系)相同的前提下,將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法。
在初中常見實例如:把不易分析的復雜電路簡化為簡單的等效電路;研究串、并聯電路電阻的關系時引入總電阻(等效電阻)的概念;研究同一直線上二力的關系時引入合力;在研究平面鏡成像實驗中,用兩根完全相同的蠟燭,用未點燃的蠟燭等效替代另一根點燃的蠟燭的像,用玻璃板等效替代平面鏡等。
四、建立模型法
即將抽象的物理現象用簡單易懂的具體模型表示。在初中常見實例如:研究運動時建立勻速直線運動的模型;研究液體壓強時用液柱模型;研究連通器原理時用液片模型;用簡單的線條代表杠桿;研究光現象時用到光線模型;研究磁現象時用到磁感線模型;電路圖是實物電路的模型;研究肉眼觀察不到的原子結構時建立原子核式結構模型等。
五、類比法
在認識一些物理概念時,我們常將它與生活中熟悉且有共同特點的現象進行類比,以幫助我們理解它。在初中常見實例如:內能與機械能類比;用彈簧連接的小球類比存在著相互作用力的分子;在研究電流時,用水流進行類比;認識電壓時,用水壓進行類比;用抽水機類比電源;原子結構與太陽系;水波和電磁波等。
六、理想實驗法
理想實驗法是在實驗基礎上經過概括、抽象、推理得出規律的一種研究問題的方法。
在初中常見實例如:伽利略斜面實驗;推導出聲音不能在真空中傳播;推導出牛頓第一定律;推導出電荷的種類等。
七、比值定義法:
比值定義法就是用兩個基本的物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法。
在初中常見實例如:速度、密度、壓強、功率、比熱容、熱值、電流等概念公式采取的都是這樣的方法。
八、積累法
在測量微小量的時候,我們常常將微小的量積累成一個比較大的量。
在初中常見實例如:測量一枚大頭針的質量;測量出一張郵票的質量;測量出心跳一下的時間;測量出導線的直徑等。
九、比較法
比較法是通過對不同的物理概念、定義或事物進行比較,發現它們之間的內在聯系和根本區別,找出研究對象的相同點和不同點,從而進一步揭示事物的本質屬性,它是認識事物的一種基本方法。
在初中常見實例如:比較慣性和慣性定律的區別;比較蒸發和沸騰的特征;比較汽油機和柴油機的結構和工作原理;比較發電機和電動機的結構、原理、能量轉化;比較電壓表和電流表的使用規則等。
十、歸納法
歸納法是從個別性知識,引出一般性知識的推理,是由已知真的前提,引出可能真的結論。
在初中常見實例如:在日常生活中了解到各種聲音都是由于物體振動產生的,從而歸納出:一切發聲體都在振動的結論;通過銅、鐵、鋁、銀等金屬能導電歸納出金屬都能導電等。
十一、圖象法
一、 伏安法:
如圖1,利用電壓表測出電壓,電流表測出電流,再根據歐姆定律I=的轉換式R=算出電阻,這是最常用的方法,也是學習其它方法的基礎.
二、 等效替代法:
在測電阻時實驗中我們常常遇到缺少電流表或電壓表,并另外多給出了阻值已知的定值電阻或電阻箱.那么如何設計實驗完成測量任務呢?
1. 直接替代法:用電阻箱替代原電路中的被測電阻,保持滑動變阻器的阻值不變,調節電阻箱,使電表的示數不變,則電阻器Rx的阻值就等于電阻箱的阻值.
例1有一個阻值未知的電阻器Rx,我們要測出它的阻值.但手邊只有一個電池組、一個開關、一個電流表、一個電阻箱R′、一個滑動變阻器和若干條導線.請你想辦法測出Rx的阻值,寫出你設計的實驗方案.
解(1) 電路圖:如圖2所示
(2) 實驗步驟:
A. 按照電路圖連接好電路.
B. 閉合開關,調節滑動變阻器,記下電流表示數I.
C. 用電阻箱R′取代Rx,保持滑片P的位置不變,調節電阻箱,使電流表示數仍為I,讀出此時電阻箱的示數R示.
D. 整理實驗器材.
(3) 待測電阻Rx的表達式:Rx=R示
思考1有一個阻值未知的電阻器Rx,我們要測出它的阻值.但手邊只有一個電池組、一個開關、一個電壓表、一個電阻箱R′、一個滑動變阻器和若干條導線.請你想辦法測出Rx的阻值,寫出你設計的實驗方案.
2. 間接替代法:利用電壓表和已知阻值為R0的電阻代替電流表的作用或利用電流表和已知阻值為R0的電阻代替電壓表的作用;即利用了串聯電路中,電阻兩端的電壓與電阻成正比(串聯電路的分壓原理),即R1/R2=U1/U2或利用并聯電路中,通過電阻的電流與電阻成反比(并聯電路的分流原理),即R1/R2=I2/I1進行求解.
例2有一個阻值未知的電阻器Rx,我們要測出它的阻值.但手邊只有一個電池組、一個開關、一個電壓表、一個已知阻值為R0的電阻和若干條導線.請你想辦法測出Rx的阻值,寫出你設計的實驗方案.
解(1) 電路圖:如圖3所示
(2) 實驗步驟:
A. 按照電路圖連接好電路.
B. 閉合開關,用電壓表分別測出R0兩端電壓U0和Rx兩端電壓Ux.
C. 整理實驗器材.
(3) 待測電阻Rx的表達式:Rx=(Ux / U0)R0
同樣的道理也可設計成如圖4所示的電路,再利用“間接替代法”測出未知電阻的阻值.
思考2有一個阻值未知的電阻器Rx,我們要測出它的阻值.但手邊只有一個電池組、一個開關、一個電流表、一個已知阻值為R0的電阻和若干條導線.請你想辦法測出Rx的阻值,寫出你設計的實驗方案.
在上述“間接替代法”測量電阻時,在電路中串聯滑動變阻器可以達到多次測量取平均值,以減小誤差的目的.
三、 極端法也可稱列方程法:
例3要測一個未知電阻Rx的阻值.提供的器材:電源(電壓U不變)、一個開關、一個電流表(量程足夠大)、一個已知最大阻值為RAB的滑動變阻器和若干條導線.要求只需連接一次電路即可,寫出你設計的實驗方案.
解(1) 電路圖: 如圖5
(2) 實驗步驟:
A. 按照電路圖連接好電路.
B. 把滑動變阻器的滑片P調至B端,閉合開關,記下電流表示數IB.
C. 把滑動變阻器的滑片P調至A端,記下電流表示數IA.
D. 整理實驗器材.
(3) 根據歐姆定律列方程:
U=IB(Rx+RAB)U=IARx
(4) 由方程解得待測電阻Rx的表達式:Rx= RAB
思考3要測量未知電阻Rx的阻值.提供的器材:電源(電壓U不變)、一個開關、一個電壓表(量程足夠大)、一個已知最大阻值為RAB的滑動變阻器和若干條導線.要求只需連接一次電路即可,寫出你設計的實驗方案.
四、 近似法:
這種方法在粗略估測某個電阻值時使用,依據的原理是影響導體電阻大小的相關因素.
(1) 串聯電路的近似關系是:兩個電阻串聯,如果其中一個電阻遠大于另一個電阻,則總阻值可以認為近似等于大電阻,與小電阻無關.
方法,引導學生學會學習、學會探究,不斷提高教育教學的質量,努力達到物理新課程改革的要求。
關鍵詞:初中物理,實驗教學,探究式方法,運用
新課程標準指出,探究式學習方法是學習科學的一個強有力的工具,能夠在課堂上保持學生強烈的好奇心和旺盛的求知欲,讓學生學會學習、學會探究,養成良好的、正確的價值觀。筆者以為,初中物理學習必須在新課程改革理念的引領下,重視學生學習方法的指導,特別是在實驗教學過程中,教師要運用靈活多變的教學方法引導學生在探究中學習,不斷提高課堂教學質量,努力達到物理新課程改革的要求。
一、重視控制變量法運用,引導學生在科學探究中掌握知識
所謂控制變量法,就是指研究兩個物理量之間的關系時,要保持影響前一個物理量的其它物理量不變,從而研究變化的這個物理量與要研究的物理量之間的變化關系。這種研究方法,被稱之為控制變量法。教師在需要運用控制變量法進行解題時,需要引導學生理解“控制什么?改變什么”,“如何控制?如何改變?”等,這些都是幫助學生研究和解決問題的關鍵。如在進行導體中的電流與電壓、電阻的關系實驗中,如果引導學生探究導體的電流與電壓的關系,就需要在保持電阻不變的情況下改變導體兩端的電壓,以觀察電流隨電壓的變化關系。在此實驗中,如何改變導體兩端的電壓呢?辦法就是調節滑動變阻器,改變導體兩端的電壓。如果讓學生去探究導體中的電流與電阻的關系,需要控制導體兩端的電壓不變。教師在實驗中要換用不同大小的電阻(即改變電阻),以使學生觀察電流隨電阻的變化情況。那么,又如何保持導體兩端的電壓不變呢?辦法就是要調節滑動變阻器,使導體兩端的電壓保持不變。又如在研究影響動摩擦力大小因素的實驗中,如果研究滑動摩擦力大小與壓力大小關系,就需要控制接觸面的粗糙程度不改變,而要改變壓力大小,就要觀察滑動摩擦力與壓力大小的關系。如何控制不變?辦法就是要始終保持木塊的底面與木板接觸。如何改變壓力大?。哭k法就是在木塊上添加砝碼改變壓力。當然,在此實驗過程中,教師還可引導學生觀察掌握測定滑動摩擦力大小的方法——用彈簧測力計拉著木塊在水平上木板上作勻速運動,記下彈簧測力計的示數即為摩擦的大小。再如研究液體蒸發的快慢與哪些因素有關,研究壓力作用的效果(壓強)與哪些因素有關,研究決定電阻大小的因素,研究電功、焦耳定律、電磁鐵磁性強變等等的影響因素,都可以使用這種方法。總之,控制變量法在初中物理科學探究的實驗過程中經常用到,教師要重視此法的運用。
二、重視類比法運用,引導學生在邏輯推理中掌握知識
所謂物理類比法,是指在物理實驗教學過程中,教師引導學生將研究的物理對象與熟悉的物理對象相比較,找出它們的某些共同點、相似點或有聯系的特征,從而據此推測出待研究的對象還可能具有熟知對象的另一些特征。物理類比法是一種邏輯推理的方法,實際上是一種從特殊到特殊或從一般到一般的推理方法。初中物理教學中,學生學會運用類比法,可以有效地把實驗的對象和熟知的對象進行對比,把未知的東西與已知的東西對比,能以舊帶新,啟發思想的火花,實現從形象思維到抽象思維的飛躍,有效地掌握物理知識、發展智力、培養能力,從而更好地提高課堂學習的效率。如在“電壓”一節教學時,教師引導學生把電路模型類比水路模型,從而引入電壓的概念。在教學中,教師通過引導學生觀察課本中提供的水路模型和電路中形成電流的原因,然后將兩幅圖進行類比分析,找出二者之間的一一對應關系,比如閥門對開關、水輪對燈泡、水泵對電源、水路對電路、水流對電流等等,進而理解水流的形成是因為有水壓,那么,電流的形成是因為有電壓。如此,學生就很容易通過這種類比的學習方法,理解了電壓是電流形成的原因,而電源是提供電壓的裝置。類比法在物理學習中的應用很多,如把聲波跟水波類比,把學習電磁感應中“作切割磁感線的運動”和農民用鐮刀垂直地去割水稻這樣一個動作相類比……等等。教師通過精心的教學設計,可以對學生的學習起得良好的促進作用。
關鍵詞:探究式教學;物理;教師;學生;方法
探究式教學是指在教師的指導下,學生運用科學探究的方法進行學習,主動獲取知識、發展能力的實踐活動。探究教學目標及功能在于學生養成自主探索研究的主動學習的習慣,使學生學會如何學習,并養成實事求是的學科學態度,激發創造思維,培養創造能力,使學生學會怎樣發現問題、分析問題,怎樣加工信息,并對提出的假設如何論證。探究式教學實際上就是把科學問題的研究引入課堂,使學生通過類似科學家們的探究過程理解科學概念和了解科學探究的本質,并培養學生科學探究能力的一種特殊的教學方式。
那么,怎樣使學生體驗科學研究過程,形成物理觀念,領悟科學物理研究方法呢?這需要教師在教學中成為一個引導者和促進者,引導學生進行科學物理探究。
一、探究式教學中教師和學生的定位
在探究式學習中,為了避免教師和學生之間的心理差異,教師的任務是引導學生共同去探究新知識,為此,教師應與學生有同樣的渴求知識的心理,和學生一起參與新知識的探究。在探究的過程中,教師要把自己當成一名初學者,退到和學生在同一起點線上來思考問題、分析問題,共同體驗科學探究的過程。因此,在探究式教學中,要求教師從知識的權威者變為學生知識學習的參與者。
在探究式教學中,教師不僅僅是作為知識的傳播者,更重要的是要引導和指導學生去獲取知識。在學習新知識過程中,教師要能引導學生提出問題,然后對問題進行猜想和假設,引導學生進行探究思路的構思,讓學生通過自己經歷科學探究的過程主動地獲取知識,在學生得到結論后,教師還要組織學生進行交流、分析和總結,最后教師對學生的研究成果進行評價,引導學生得出正確結論。因此,在探究式教學中,還要求教師要從知識的傳播者變為學生學習的組織者、引導者和指導者。
二、怎樣引導學生進行物理探究
探究式教學的本質特征是問題性、實踐勝、參與性和開放性,為了在課堂教學中實施探究教學,引導學生探究,必須營造以下條件:
(一)要有探究問題的欲望。
在課堂教學中,要想方設法培養和激發學生的探究欲望,使學生經常處于一種探究的沖動之中,學生在強烈的探究欲望之下會積極主動地去想,去做。
例如:在“平面鏡”教學中,教師做魔術表演(水淹蠟燭):轉盤上豎直放一塊平板玻璃,玻璃前放一支點燃的蠟燭,玻璃后的某一位置放一只透明的杯子。調節轉盤,使學生透過玻璃清晰地看到杯中也有一支“點燃”的蠟燭。往杯中倒水,當水面漫過燭焰時,發現燭焰沒有熄滅。這是什么現象呢?怎樣形成的?學生的欲望被激發起來了,于是有了探究的過程。
(二) 要有探究問題的空間。
要給學生提供一個思維廣闊空間,把學生帶入一個主動學習、主動探究的空間,使學生有一種投入心力去學習的愿望。在學習的過程中,體驗到探究的樂趣,品嘗到成功的喜悅。在形式上教師要從教學目的出發,更多地設計一些發散類和探究類問題。把問題分為四類:一是判別類問題,主要是對事物加以判斷。如“磁鐵的溫度升高時,磁性是不是增強呢?”。二是描述類問題,主要對客觀事物加以陳述和說明,如“水沸騰時溫度會怎樣變化?”。三是探索類問題,主要是對事物的原因規律,內在聯系加以說明,如“為什么斜插入水中的筷子會彎折呢?”。四是發散類或多元類問題,主要是從多角度、多方面、多領域去認識客觀事物,例如:測電阻的實驗中,可提出問題:①實驗原理是什么?②選用什么器材?如何選擇兩表量程?③如何設計表格進行實驗?等。
(三)要有充分的自主的學習空間。
探究的問題性、實踐性、參與性和開放性決定了探究學習必須有充分的自主學習的時間。自由支配的時間是學生個性發展的必要條件,學生自主學習的時間,同樣也是探究的必要條件。
(四)要有多維互動的交流空間。
學生深層次的認知發展既需要獨立思考,又需要合作交流。在合作交流中學生的思維可以得到完善升華,知識才能深化下去。
三、物理科學探究中常用的研究方法
(一)控制變量法
控制變量法就是把一個多因素影響某一物理量的問題,通過控制某幾個因素不變,只讓其中一個因素改變,從而轉化為多個單一因素影響某一物理量的問題的研究方法。在初中教材中涉及到控制變量法的知識主要有:探究摩擦力的大小與什么因素有關;探究壓力的作用效果跟什么因素有關;研究液體內部的壓強規律;研究決定電阻大小的因素;探究電阻上的電流與電壓的關系;探究電功(或電熱)跟什么因素有關;研究影響電磁鐵磁性強弱的因素;研究感應電流的方向跟什么因素有關;研究通電導體在磁場中的受力與什么因素有關,等等?!。ǘ┑刃娲?/p>
等效的方法就是對一個較為復雜的問題,提出一個較簡單的方案或設想,而使它們的效果完全相同,從而將問題化難為易,求得解決。初中教材中涉及到等效替代法的知識主要有:研究平面鏡成像特點時,用鏡后未點燃的蠟燭代替鏡前點燃蠟燭的像;研究串并聯電路的電阻關系時引入“等效電阻”的概念(串聯: ,并聯: );研究各分力的作用效果時引入了“合力”的概念;在“曹沖稱象”中用石塊代替大象,等等。
(三)轉換法
轉換法就是把物理學中有的物理現象不便于直接觀察,有的物理量不便于直接測量,通過轉換為容易觀察或測量的與之相等或與之相關聯的物理現象,從而獲得結論的研究方法。轉換法中被轉換的對象很多,可以是物理模型、研究對象和研究方法,也可以是某個圖形,某個物理量。初中物理在研究概念、規律和實驗中多處應用了這種方法。
有的物理現象不便于直接觀察,如分子、電流、磁場等,看不見、摸不到,我們可分別通過紅棕色的二氧化氮和空氣的擴散現象、電流產生的效應、磁場中小磁針的偏轉來認識并研究它們。
(四)理想化模型法
理想化模型是指建立理想模型,把復雜問題簡單化、摒棄次要的條件,抓住主要的因素,對實際問題進行理想化處理,構建理想化的物理模型,這是一種重要的物理思想。在建立理想化的物理模型的基礎上,有時為了更加形象地描述所要研究的物理現象、物理問題,還需要引入一些虛擬的內容來直觀、形象地表達物理情境。如光線、磁感線都是虛擬假定出來的,但它們卻可以直觀、形象地表述物理情境與事實,方便地解決問題。通過光線研究光的傳播路徑與方向;通過磁感線研究磁場的分布;杠桿也是一種理想化模型,由于受力的作用會引起或大或小的形變,在研究物理問題時可以忽略不計,即理想化的杠桿可以無形變。
初中教材中涉及到類比法的知識,如:研究電流時類比水流;研究分子內能時類比物體的機械能;學氣壓時類比液體壓強;等等。
參考文獻: